CHƢƠNG 3 : KẾT QUẢ DỰ BÁO VÀ PHÂN TÍCH
3.3 Kết quả dự báo cho sân bay Vinh
3.3.1.2 Đợt 2: Ngày 30/12/2011
Để thử nghiệm dự báo tầm nhìn do mù, sương mù đối với sân bay Vinh ngày 31 tháng 12 năm 2011, tác giả chọn thời điểm bắt đầu dự báo là 18Z ngày 30 tháng 12 năm 2011 và hạn dự báo 24h.
Trên bản đồ Synop (hình 3.20) lúc 00Z ngày 31 tháng 12 năm 2011, hệ thống cao lạnh lục địa lệch đông chi phối hệ thống thời tiết các tỉnh Bắc Trung Bộ nói chung và sân bay Vinh nói riêng, đây là nguyên nhân gây nên sương mù làm giảm tầm nhìn đối với sân bay Vinh trong ngày 31 tháng 12 năm 2011.
Hình 3.20 Bản đồ Synop lúc 00Z ngày 31/12/2011
Và dưới đây là kết quả dự báo tầm nhìn cho sân bay Vinh ngày 30 tháng 12 năm 2011 dựa trên 3 phương pháp FSIH, FSIA, và RUC.
Hình 3.21 Đồ thị dự báo tầm nhìn cho sân bay Vinh ngày 30/12/2011 với hạn dự báo 24h cho 4 miền tính 27km, 09km, 03km và 01km. Thời điểm bắt đầu dự báo 18Z
Trên hình 3.21 giá trị tầm nhìn quan trắc từ hạn dự báo 0h đến 4h và từ 16 đến 24h được thực hiện bằng hệ thống quan trắc tự động AWOS; giá trị tầm nhìn từ hạn dự báo 4h đến 16h được thực hiện bởi quan trắc viên.
Từ đồ thị hình 3.21 ta thấy trên miền tính D2, D3, cả ba phương pháp FSIH, FSIA và RUC dự báo khá tốt xu thế biến đổi tầm nhìn cho sân bay Vinh ngày 31 tháng 12 năm 2011. Đặc biệt, giá trị tầm nhìn bằng 3 phương pháp trên tương đối chính xác với giá trị tầm nhìn đươc thực hiện bằng hệ thống quan trắc tự động nhưng cao hơn giá trị tầm nhìn quan trắc bằng mắt. Cịn trên hai miền tính D1 và D4 cho kết quả dự báo kém hơn cả về xu hướng và giá trị.
Trên miền tính D2, D3, giá trị tầm nhìn dự báo bằng phương pháp FSIA và phương pháp RUC gần như đồng nhất và tiến gần tới giá trị tầm nhìn quan trắc hơn. Giá trị tầm nhìn dự báo bằng phương pháp FSIH cao hơn giá trị tầm nhìn quan trắc.
3.3.1.3 Đợt 3: Ngày 29/01/2012
Tương tự đợt 1 và đợt 2, để thử nghiệm dự báo tầm nhìn do mù, sương mù đối với sân bay Vinh ngày 30 tháng 01 năm 2012, tác giả chọn thời điểm bắt đầu dự báo là 18Z ngày 29 tháng 01 năm 2012 và hạn dự báo 24h.
Trên bản đồ Synop (hình 3.22) lúc 00Z ngày 30 tháng 01 năm 2012, hệ thống cao lạnh lục địa lệch đông chi phối hệ thống thời tiết các tỉnh Bắc Trung Bộ nói chung và sân bay Vinh nói riêng, đây là nguyên nhân gây nên sương mù làm giảm tầm nhìn đối với sân bay Vinh trong ngày 30 tháng 01 năm 2012.
Hình 3.22 Bản đồ Synop lúc 00Z ngày 29/01/2012
Và dưới đây là kết quả dự báo tầm nhìn cho sân bay Vinh trong ngày 30/01/2012 dựa trên ba phương pháp FSIH, FSIA và RUC.
Hình 3.23 Đồ thị dự báo tầm nhìn cho sân bay Vinh ngày 28/01/2012 với hạn dự báo 24h cho 4 miền tính 27km, 09km, 03km và 01km. Thời điểm bắt đầu dự báo 18Z
Trên đồ thị tầm nhìn 3.23, giá trị tầm nhìn quan trắc hạn từ 0h đến 4h và từ 19h đến 24h bị thiếu do đây là thời gian khơng có hoạt động bay và nằm ngoài thời gian quy định báo cáo.
Cũng trên đồ thị tầm nhìn 3.23 ta thấy, giá trị tầm nhìn dự báo trên 4 miền tính D1, D2, D3, D4 dựa trên 3 phương pháp FSIH, FSIA và RUC đều cao hơn giá trị tầm nhìn quan trắc. Tuy nhiên trên miền tính D4, cả 3 phương pháp FSIH, FSIA và RUC dự báo được xu thế tầm nhìn nhưng giá trị dự báo cao hơn giá trị tầm nhìn quan trắc; cịn trên miền tính D2 và D3, giá trị tầm nhìn dự báo cả 3 phương pháp dự báo FSIH, FSIA và RUC trên tiến sát với thực tế hơn nhưng xu thế lại hạn chế hơn miền tính D4. Cịn trên miền tính D1, cả 3 phương pháp dự báo đều khơng cho kết quả dự báo tầm nhìn như mong muốn.
Bảng 3.3 Tóm tắt kết quả dự báo tầm nhìn đối với sân bay Vinh Các đợt dự
báo
Phƣơng pháp FSIH Phƣơng pháp FSIA Phƣơng pháp RUC
15/12/2011
- Dự báo khá tốt về xu thế tầm nhìn.
- Dự báo khá tốt về xu thế tầm nhìn và giá trị trên miền D2 và D3, đặc biệt tốt khi so sánh với giá trị tầm nhìn được thực hiện đo bằng hệ thống quan trắc tự động AWOS.
- Trên miền D1, giá trị tầm nhìn tốt với giá trị tầm nhìn quan trắc tự động (từ hạn 0h - 4h và từ 16h đến 24h), nhưng cao hơn giá trị quan trắc bằng mắt (từ hạn 4h - 16h).
- Trên miền D4, giá trị tầm nhìn dự báo kém nhất.
- Trên miền D4, giá trị tầm nhìn dự báo kém hơn RUC.
- Trên miền D4, giá trị tầm nhìn dự báo tốt nhất. 30/12/2011 - Trên miền tính D2, D3, dự báo được xu thế tầm nhìn. - Trên miền tính D2, D3, dự báo được xu thế tầm nhìn. Giá trị - Trên miền tính D2, D3, dự báo được xu thế tầm nhìn. Giá trị
tầm nhìn tiến sát với giá trị tầm nhìn quan trắc hơn FSIH đặc biệt tốt khi so sánh với giá trị tầm nhìn quan trắc bằng hệ thống AWOS. tầm nhìn dự báo tiến sát với giá trị tầm nhìn quan trắc nhất đặc biệt tốt khi so sánh với giá trị tầm nhìn quan trắc bằng hệ thống AWOS.
- Trên miền tính D1, D4, chất lượng dự báo không cao cả về xu hướng và giá trị.
28/01/2012
- Cao hơn giá trị tầm nhìn quan trắc thực tế. - Miền D4, dự báo được xu thế tầm nhìn. - D2, D3, giá trị tầm nhìn tiến sát với thực tế. - D1 cho kết quả tầm nhìn hạn chế nhất.
3.3.2. Kết quả dự báo trƣờng nhiệt độ và nhiệt độ điểm sƣơng cho sân bay Vinh
Kết quả thử nghiệm dự báo trường nhiệt độ và nhiệt độ điểm sương cho sân bay Vinh cũng được tiến hành thực hiện trong ba đợt có sương mù điển hình (trong các ngày 15/12/2011; ngày 30/12/2011 và ngày 28/01/2012). Dưới đây (hình 3.24) lần lượt là kết quả chi tiết trong từng trường hợp cụ thể.
(a) (b)
(e) (f)
Hình 3.24 Kết quả dự báo trƣờng nhiệt độ (a; c; e) và nhiệt độ điểm sƣơng (b: d; f) tƣơng ứng với các ngày 05/12/2011; ngày 28/01/2012 và ngày 29/01/2012
Tương tự như kết quả dự báo cho khu vực sân bay Hà Nội và Cát Bi, kết quả dự báo trường nhiệt độ và nhiệt độ điểm sương cho khu vực sân bay Vinh thể hiện trong hình 3.24 cho thấy, khi đối chiếu với giá trị quan trắc, nhìn chung mơ hình đã dự báo khá tốt kết quả trường nhiệt độ và nhiệt độ điểm sương ở tất cả các miền tính. So sánh giữa các miền tính với nhau, mơ hình cũng thể hiện khá rõ nét chất lượng dự báo (về giá trị) thể hiện tốt nhất tại miền tính D4. Các miền cịn lại nắm bắt tốt về xu thế. Trong đợt ngày 30 tháng 12 năm 2011, kết quả dự báo trường nhiệt độ tại các miền tính D1, D2 và D3 cho kết quả thiên thấp ở các khoảng dự báo từ 0h - 6h và 18h - 24h, còn lại cho thiên cao. Trong khi đó, kết quả dự báo trường nhiệt độ điểm sương nhìn chung cho kết quả thiên thấp.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Từ những thử nghiệm với các lựa chọn vật lý của mơ hình WRF, với việc áp dụng ba phương pháp FSIH, FSIA và RUC kết hợp với bộ số liệu quan trắc tầm nhìn được lấy từ số liệu METAR (số liệu báo cáo thời tiết tại sân bay) được lưu trữ lâu dài tại server của Phịng khí tượng - Trung tâm Hiệp đồng Điều hành bay - Sân bay Gia lâm, trong đó số liệu METAR của sân bay Nội Bài được phát liên tục 24h/24h với tần suất 30phút/lần; sân bay Cát Bi và sân bay Vinh được phát liên tục từ 22Z (5 giờ Việt Nam) cho đến khi hết hoạt động bay buổi tối, luận văn đã tiến hành thử nghiệm dự báo các đợt tầm nhìn cho sân bay Nội Bài, sân bay Cát Bi và sân bay Vinh, trên cơ sở đó bước đầu rút ra một số nhận xét như sau:
1. Sử dụng mơ hình số nói chung và mơ hình WRF nói riêng để dự báo tầm nhìn cho các sân bay là một hướng tiếp cận mới và có ý nghĩa thực tiễn cao trong nghiệp vụ dự báo thời tiết hàng khơng ở Việt Nam.
2. Mơ hình WRF có khả năng dự báo tầm nhìn cho các sân bay thuộc cụm cảng Hàng không miền Bắc Việt Nam.
3. Cả ba phương pháp FSIH, FSIA và RUC cho kết quả dự báo khá tốt về xu hướng tầm nhìn với thời hạn dự báo 24h cho các sân bay Nội Bài, Cát Bi và Vinh nhưng kết quả cao hơn so với giá trị quan trắc.
- Tại sân bay Nội Bài: phương pháp RUC vẫn cho kết quả về giá trị tầm nhìn tốt hơn phương pháp FSIA, sau đó là FSIH. Khi sử dụng miền tính D2 và D3, kết quả mơ phỏng về giá trị tầm nhìn cả hai phương pháp đã tiến tới sát thực với giá trị quan trắc và phương pháp RUC cho kết quả khả quan hơn hai phương pháp còn lại. Tuy nhiên, tiếp tục sử dụng miền tính D4, kết quả cho thấy xu thế đã nắm bắt một cách sát thực hơn mặc dù vẫn còn sai số nhất định..
- Tại sân bay Cát Bi: Phương pháp RUC cho kết quả dự báo về giá trị tầm nhìn tốt nhất sau đó là FSIA và FSIH. Khi sử dụng miền tính D2, D3, kết quả dự báo về xu thế của cả hai phương pháp đều không mang lại kết quả khả quan hơn khi sử dụng miền tính D1 nhưng lại cho kết quả tiến sát với giá trị tầm nhìn quan trắc thực tế. - Tại sân bay Vinh: Phương pháp FSIH và FSIA và RUC đều dự báo được xu hướng tầm nhìn. Tuy nhiên phương pháp RUC cho kết quả dự báo tầm nhìn
tốt nhất, sau đó là phương pháp FSIA và FSIH. Sử dụng miền tính D2, D3, kết quả dự báo về xu thế của cả hai phương pháp đều mang lại kết quả khả quan hơn khi sử dụng miền tính D1 và khá tốt khi so sánh với giá trị tầm nhìn quan trắc bằng hệ thống quan trắc tự động AWOS. Tuy nhiên, sử dụng miền tính D4 thì kết quả dự RUC là tốt nhất, sau đó là FSIA và FSIH.
4. Trong ba phương pháp trên, phương pháp RUC cho kết quả ổn định và chính xác nhất, sau đó là FSIA và cuối cùng là FSIH.
5. Cả ba phương pháp FSIH, FSIA và RUC đều có độ nhạy lớn khi ngưỡng giá trị tầm nhìn từ 4km trở lên.
6. Giá trị tầm nhìn dự báo bởi ba phương pháp FSIH, FSIA và RUC đều phụ thuộc vào độ ẩm gần bề mặt, do đó, cả 3 phương pháp dự báo tầm nhìn này khơng áp dụng được để dự báo tầm nhìn cho trường hợp khói và mù khơ.
Kiến nghị
Từ những kết quả khảo sát như đã trình bày trong các phần trên, tác giả xin đề xuất và kiến nghị một số nội dung sau:
1. Vào các tháng cuối mùa đông, các sân bay thuộc Cụm cảng Hàng không miền Bắc đặc biệt là sân bay Nội Bài thường xuyên chịu ảnh hưởng sương mù và mưa phùn, tầm nhìn thường giảm xuống dưới 1km, đây là sân bay có tần suất bay lớn, do đó sương mù và mưa phùn làm giảm tầm nhìn ảnh hưởng rất lớn đến hiệu quả kinh tế cũng như là gây uy hiếp đến an toàn bay. Mặc dù sử dụng mơ hình WRF để dự báo giá trị tầm nhìn cho các sân bay thuộc Cụm cảng Hàng khơng miền Bắc nói chung, sân bay Nội Bài nói riêng vẫn cịn hạn chế nhưng việc dự báo được xu thế biến đổi của tầm nhìn tại các sân bay trên đặc biệt là sân bay Nội Bài là một việc hết sức có ý nghĩa trong nghiệp vụ dự báo khí tượng Hàng khơng, góp phần nâng cao hiệu quả kinh tế và an toàn bay.
2. Khi sử dụng mơ hình WRF để dự báo tầm nhìn cho các sân bay thuộc Cụm cảng Hàng không miền Bắc bằng phương pháp FSIH, FSIA và RUC, có thể sử dụng các miền tính D4 cho sân bay Nội Bài và Vinh. Miền tính này khơng thực sự đem lại
hình. Trong luận văn của mình, giá trị tầm nhìn thử nghiệm dự báo cho sân bay Nội Bài, Cát Bi, Vinh được tính thơng qua các công thức RUC, FSIA, FSIH, đây là công thức thực nghiệm được áp dụng dự báo mù, sương mù tại Mỹ, và Hungary. Sau khi thử nghiệm dự báo tầm nhìn cho 9 đợt có sương mù, mù gây giảm tầm nhìn cho ba sân bay Nội Bài, Cát Bi, Vinh, để đánh giá mức độ ảnh hưởng của điều kiện biên, các tham số vật lý của mô hình, tác giả đã kiểm nghiệm chất lượng dự báo 3 yếu tố, khí áp, nhiệt độ, nhiệt độ điểm sương với số liệu quan trắc thực tế thì bước đầu cho thấy mơ hình WRF cho kết quả khá tốt và đặc biệt tốt trên miền D4 nhưng miền tính D1, D2, D3 vẫn cịn nhiều hạn chế nhất định. Do đó, để cải thiện và nâng cao chất lượng dự báo tầm nhìn cho các sân bay Nội Bài, Cát Bi, Vinh thuộc Cụm cảng Hàng không miền Bắc nói riêng hay cho các sân bay của nước ta nói chung, thì cần phải khảo sát tỷ mỉ, kỹ lưỡng hơn, và tìm ra các cơng thức phù hợp, để dự báo chính xác tầm cho mỗi sân bay trên tồn quốc là rất cần thiết và địi hỏi phải nghiên cứu tỷ mỉ, lâu dài. Đây là nhiệm vụ tác giả xin tiếp tục nghiên cứu trong thời gian tới.
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt:
1, Hoàng Đức Cường và cộng sự (2012), Nghiên cứu ứng dụng sơ đồ đồng hóa
số liệu 3DVAR cho mơ hình WRF nhằm dự báo quỹ đạo bão trên Biển Đông, NXB KHKT
2, Kiều Thị Xin và cộng sự (2002), Nghiên cứu áp dụng mơ hình số trị khu vực
cho mục đích dự báo chuyển động của bão trên vùng biển Việt Nam, Báo cáo Đề tài
Khoa học Công nghệ Độc lập cấp Nhà nước, ĐTĐL-2002/02.
3, Phan Văn Tân (1989), Khả năng dự báo mù và sương mù bằng phương pháp hồi quy có lọc, đề tài cấp nhà nước 42A- 05-02, tr 139 -179.
4, Phan Văn Tân (1989), phương pháp xác suất dự báo khả năng xuất hiện
sương mù, đề tài cấp nhà nước 42A- 05-02, tr 180 -194.
5, Phan Văn Tân (1989), Đặc điểm chế độ mù, sương mù ở một số sân bay, đề tài cấp nhà nước 42A- 05-02, tr 4 - 72.
6, Phan Văn Tân (1992), Nghiên cứu phương pháp dự báo tầm nhìn xa nhỏ
nhất trong sương mù khu vực sân bay Nội Bài, đề tài cở sở, ĐHTH HN.
7, Phan Văn Tân (1994), Đặc điểm chế độ và phương pháp thống kê vật lý dự
báo sương mù khu vực biển và ven bờ khu vực Vịnh Bắc Bộ, luận án phó tiến sỹ,
ĐHTH HN.
8, Phan Văn Tân và cộng sự (2009), “Thử nghiệm ứng dụng hệ thống WRF- VAR kết hợp với sơ đồ ban đầu hóa xốy vào dự báo quĩ đạo bão trên Biển Đông, Tạp chí KTTV, Hà Nội, 7(583), tr. 1−9
9, Trần Tân Tiến (1989), Phương pháp dự báo sự xuất hiện và tan mù, sương mù, đề tài cấp nhà nước 42A- 05-02.
10, Trần Tân Tiến (1989), Mơ hình dự báo mù và sương mù bức xạ - bình lưu, đề tài cấp nhà nước 42A- 05-02.
12, Atger and Farges (2005), Operational low visibility statistical prediction, in “Short-range Forecasting Methods of Fog, Visibility and Low Clouds - Phase I Report”, eds by Jacobs, Nietosvaara, Michaelides, Gmoser; EU Publications Office, 205 pp.
13, Bendix, Bott, Trautmann and Jacobs (2005), Forecasting methods for fog and low clouds in Germany, in “Short-range Forecasting Methods of Fog, Visibility